Si₃N₄陶瓷由于具备高强高硬、抗热震性、剥落式疲劳磨损、耐磨损、耐酸碱腐蚀等一系列优异的性质使其在普通轴承方面获得了广泛的应用,但是其韧性不高,难烧结,干摩擦因数高等缺点大大限制了其在高温航天轴承方面的应用和发展。本课题旨在研究一种Si₃N₄基自润滑复合材料,即在Si₃N₄中添加碳纳米葱（Onion-like carbon,OLC）和非化学计量比TiN_0.3,OLC为润滑相,TiN_0.3促进烧结和增韧,拟解决Si₃N₄在航空航天轴承方面存在的问题。本课题首先探究了不同的退火工艺参数（不同的退火温度、不同的保温时间以及升温速率）对退火处理爆轰纳米金刚石（平均晶粒尺寸为5 nm）对制备的OLC微观结构和形貌的影响。实验结果表明,随着温度的升高和保温时间的延长,纳米金刚石向OLC的转化程度逐渐提高,表现为壳层数逐渐增多,金刚石核心逐渐减小,结构越来越完整;快速升温（45°C/min）至1300°C制备的OLC残留了较大的金刚石核心,壳层结构不完整。为了研究TiN_0.3对OLC相变以及结构的影响,对TiN_0.3-OLC二元复合体系进行了高温高压烧结研究。TiN_0.3中的N空位破坏了OLC的稳定性,一部分C原子扩散到N空位中形成了Ti（CN）,而剩下的OLC转变成石墨;当OLC的添加量降到5 vol.%时,依然有石墨生成,说明高压作用下,C原子长程扩散能力不足,仍然可以保留润滑相的存在。在Si₃N₄-TiN_0.3-OLC三元复合体系的高温高压烧结过程中,烧结体中有石墨和OLC共存,表明具有不同润滑相的Si₃N₄基复合材料已经制备成功;Si₃N₄-OLC-TiN_0.3三元烧结体的韧性要优于Si₃N₄-OLC二元烧结体的韧性,这是因为TiN颗粒并没有随着温度的升高而异常长大,而是以纳米颗粒的形式弥散分布在烧结体中,起到了增韧的作用。配比为10 vol.%TiN_0.3-10 vol.%OLC-80 vol.%α-Si₃N₄,于5 GPa,1500°C,保温15 min烧结得到烧结体的综合性能最优,韧性和硬度值分别为6.6 MPa·m^1/2和18.6 GPa。